Você Sabe Como Funciona o Raio

A maioria dos itens a seguir foi retirada do Memorando Técnico da NOAA, ERL NSSL -102, de Holle e Lopez.

Descargas de raios podem ser classificadas em dois tipos:

1.) descargas de Cloud to Ground (CG). Essas descargas têm pelo menos um canal conectando a nuvem ao solo [CG; ou nuvem 
para água (CW)].

2.) Descargas na nuvem que NÃO possuem canal para o solo. Essas descargas na nuvem, por sua vez, são classificadas como em nuvem (IC), nuvem para ar 
(CA) e nuvem para nuvem (CC).

Esta discussão irá destacar os tipos de flash do CG.

Uma descarga de raio CG é tipicamente iniciada dentro da nuvem de tempestade. É a primeira aparente quando um canal fraco carregado negativamente, o líder escalonado, emerge da base da nuvem. Sob as influências do campo elétrico estabelecido entre a nuvem e o solo, o líder se propaga em direção ao solo em uma série de passos luminosos de cerca de 1 microssegundo (1 * 10 -6) de duração e 50 a 100 metros de comprimento, com um pausar entre etapas de cerca de 50 microssegundos. O líder escalonado atinge o solo em dezenas de milissegundos (1 * 10 -3) dependendo da tortuosidade de seu caminho. quando o canal líder escalonado se aproxima do solo, ele tem cerca de 5 Coulombs de carga negativa e possui um potencial elétrico muito forte em relação ao solo de cerca de -10 * 8 volts.

O forte campo elétrico entre o líder e o solo provoca cargas móveis ascendentes, ou flâmulas, de objetos no solo. Quando um desses streamers entra em contato com a ponta do líder, 50 a 100 metros acima da superfície, ocorre o seguinte:

O canal líder está conectado ao potencial de aterramento;

A carga começa a fluir para o solo;

A onda atual se propaga como um pulso brilhante no canal. 

Este processo de descarga é chamado de retorno. e leva menos de 100 microssegundos. A carga depositada no líder flui pelo canal atrás da frente de onda produzindo uma corrente no solo que tem um valor médio de cerca de 30 kiloamperes. Demora cerca de 1 microssegundo para a corrente atingir seu valor de pico e cerca de 50 microssegundos para decair até a metade desse valor.

À medida que a carga líder flui pelo canal até o solo, são produzidas mudanças no campo elétrico e magnético que se propagam para fora de todos os segmentos do canal envolvidos no fluxo de corrente. Essas alterações de campo têm variações rápidas que seguem o canal do líder escalonado. As mudanças de campo têm componentes eletrostáticos, indutivos e radiativos, e cada um dos componentes tem flutuações de diferentes freqüências que possuem diferentes características de atenuação à medida que os campos se propagam a partir do canal de descargas atmosféricas. Portanto, as formas das mudanças de campo são funções fortes da distância radial do canal. A estrutura detalhada dos primeiros microssegundos das mudanças elétricas e do campo magnético produzidas pelo curso de retorno é de fundamental importância nos sistemas de detecção de raios para a terra.

Depois que a corrente deixou de fluir pelo canal líder escalonado, há uma pausa de cerca de 20 a 50 milissegundos. Depois disso, outro líder pode se propagar pelo canal de relâmpago já estabelecido, mas fraco. Este líder não é escalonado, mas sim contínuo e é chamado de líder de dardo. Por outro lado, nenhum líder de dardo pode ocorrer e o flash pode terminar. Um líder de dardos é produzido quando uma carga adicional é disponibilizada para o topo do canal de decaimento em menos de 100 milissegundos pelo mecanismo de quebra conhecido como processos K e J. O líder de dardo deposita cerca de um coulomb de carga ao longo do canal e carrega potencial de nuvem para a vizinhança do solo. Mais uma vez, um golpe de retorno é produzido. A amplitude de pico da corrente fluindo nos cursos de retorno subseqüentes é geralmente, mas nem sempre, menor que a do primeiro curso de retorno. Como conseqüência, as mudanças de campo induzidas também são geralmente menores em amplitude e têm durações mais curtas do que as do primeiro retorno. Os líderes de dardo e os traços de retorno subsequentes ao primeiro normalmente não são ramificados. as combinações do líder e do retorno são conhecidas como um traço. Todos os traços que usam essencialmente o mesmo canal para o solo constituem um único flash de nuvem para o solo. Um flash pode ser composto de uma ou algumas dezenas de traços. Todos os traços que usam essencialmente o mesmo canal para o solo constituem um único flash de nuvem para o solo. Um flash pode ser composto de uma ou algumas dezenas de traços. Todos os traços que usam essencialmente o mesmo canal para o solo constituem um único flash de nuvem para o solo. Um flash pode ser composto de uma ou algumas dezenas de traços.

Descargas de raio no solo também podem ser iniciadas por líderes em movimento descendente que são carregados positivamente. O curso de retorno resultante reduz efetivamente a carga positiva da nuvem para o solo. A combinação do líder e o tempo de retorno é então chamado de curso positivo. Geralmente, não há líderes subsequentes no canal existente, de modo que apenas o único traço compõe o flash positivo. Geralmente, os flashes positivos constituem apenas alguns por cento de todos os flashes de CG. A corrente de pico de seus cursos de retorno, no entanto, pode ser maior que a corrente de pico dos 
impulsos de retorno negativos e, assim, pode causar um dano maior do que os flashes negativos . Um grande percentual de incêndios florestais e danos a linhas de energia provavelmente são causados ​​por flashes positivos.

Há uma porcentagem extremamente pequena de flashes que são iniciados a partir dos topos de prédios e torres, bem como aqueles disparados por foguetes presos ao solo por fio. Seus líderes se mudam para a nuvem. e seus canais se ramificam para cima.

TROVÃO

O trovão é causado pelo calor extremo associado ao relâmpago. Em menos de um segundo, o ar é aquecido a 15.000 a 60.000 F. Quando o ar é aquecido a esta temperatura, ele se expande rapidamente. Quando o raio atinge muito perto, o som será um estrondo alto, estalo ou estalo. A duração do trovão associado a um raio próximo será muito curta. Relâmpagos que atingem mais longe roncam por um período de tempo mais longo à medida que o som chega em momentos diferentes, devido à duração do raio (normalmente com muitas milhas de extensão).

O trovão normalmente pode ser ouvido até 10 milhas de distância. Durante a chuva forte e vento esta distância será menor, mas nas noites calmas quando a tempestade está a muitos quilômetros de distância trovão pode ser ouvido

 

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